智能用電關鍵技術的新挑戰(zhàn)

利用現(xiàn)代通信技術、信息技術、營銷技術，建設智能用電服務體系是智能電網的重要內容之一。智能用電或稱智能用電服務，是依托智能電網和現(xiàn)代管理理念，利用高級計量、高效控制、高速通信、快速儲能等技術，實現(xiàn)市場響應迅速、計量公正準確、數(shù)據(jù)實時采集、收費方式多樣、服務高效便捷，構建智能電網與電力用戶電力流、信息流、業(yè)務流實時互動的新型供用電關系。智能用電服務體系將供電端到用戶端的所有設備，通過傳感器連接，形成緊密完整的用電網絡，并對信息加以整合分析，實現(xiàn)電力資源的最佳配置，達到降低用戶用電成本、提升供電可靠性、提高用電效率的目的，從而帶動智能家居、智能交通、智能社區(qū)、智能城市的發(fā)展。

本章將主要介紹高級量測體系、用電信息采集、智能家居與智能小區(qū)/樓宇、電動汽車充放電、需求響應、雙向互動服務門戶等關鍵技術。

智能用電面臨的新挑戰(zhàn)

(一)用戶側分布式電源廣泛應用

用戶側太陽能發(fā)電、風能發(fā)電、生物質發(fā)電等分布式電源具有數(shù)量多、范圍廣、容量小、隨機性、間歇性等特點，其大規(guī)模應用將給用電服務帶來很大影響。

(1)對電能質量、供電可靠性和電力安全的影響。分布式電源的間歇性和隨機性會引起配電網電壓波動和閃變，加大電壓調整的難度，導致一些負荷節(jié)點的電壓質量超標;分布式電源中不適當?shù)哪孀兤骺刂撇呗詴�產生不平衡電壓和諧波污染，對電氣設備產生不良影響。分布式電源并網運行，會因安裝地點、容量和接入方式不合理，與繼電保護配合不恰當?shù)纫蛩兀瑢е鹿╇娍煽啃越档�。如果對分布式電源的管理和監(jiān)控不到位，會給安全檢修、用戶用電安全等帶來隱患。

(2)對計量和通信的影響。分布式電源的應用將改變傳統(tǒng)用戶側電能計量的方式，需要增加具備直流計量、雙向計量等功能的智能電能表，掌握更為全面和準確的電能信息，滿足不同時段不同結算電價的計量計費新要求。雙向計量和信息采集、監(jiān)控要求的提高，需要通信信道提供更高的帶寬和更快的響應時間，鑒于此，現(xiàn)行通信信道的建設水平有待進一步提高。

(3)對微電網發(fā)展的影響。隨著分布式電源的增多，用戶側小型分布式電源構成微電網，在維持自身運行的同時實現(xiàn)與配電網的互聯(lián)，這種微電網的控制、保護、能量管理和能量儲存等技術與常規(guī)技術相比有較大不同，微電網形成后將引起用戶側網絡結構的改變，從而會引起傳統(tǒng)用電服務模式的改變。

(4)對電力交易的影響。分布式電源的大規(guī)模應用將對電力交易格局產生深遠的影響，將促使電網企業(yè)和用戶之間形成新型的供用電關系，即用戶可以從電網企業(yè)購電，也可以用自己擁有的分布式電源向電網企業(yè)有償提供削峰、緊急功率支持等服務。

(二)電動汽車及儲能裝置迅猛發(fā)展

電動汽車及儲能裝置將迅猛發(fā)展，數(shù)量眾多的電動汽車及儲能裝置的充電應用將對配電網設備容量配置、電網負荷產生較大影響。

(1)對配電設備的影響。電動汽車及儲能裝置的大范圍使用，充放電的隨機性將引起負荷的瞬變，給配電線路、保護裝置、配電變壓器等設備的容量配置帶來很大困難，直接影響配電設備使用的經濟性、安全性和壽命。為滿足充電高峰時集中短時充電功率的需求，需要提高配電設備的容量等級，而在充電需求低谷時，會因配電設備的利用率不高，造成資源浪費。如何合理設置充放電站點，對電動汽車及儲能裝置充電時間進行科學管理，采用合理有效的營銷手段，協(xié)調電動汽車的有序充放電，是智能用電服務需要解決的新問題。

(2)對電網負荷的影響。電動汽車是一種耗能裝置，同時也是一種儲能裝置，通過制定有效的充放電策略，合理安排時間，可起到削峰填谷及后備應急的作用。當電網處于用電低谷時，通過對大量的電動汽車及儲能裝置進行供電，可填補低谷;當電網電力供應緊張或發(fā)生供電故障時，通過儲能裝置向電網供電，可起到削峰及后備電源的作用，因而可作為對電網進行補充的良好手段。如何制定優(yōu)化的電動汽車及儲能裝置充放電策略，發(fā)揮其平衡電網負荷的功效，是智能用電服務面臨的挑戰(zhàn)。

(三)終端能源綜合利用效率亟待提高

目前，我國電力用戶用電效率、發(fā)電和供電設備利用效率較低，同時用電峰谷差不斷拉大，節(jié)能潛力很大。如何利用經濟、技術等手段，落實需求側管理相應策略，充分調動發(fā)電企業(yè)、電網企業(yè)、用戶等各方積極性，優(yōu)化用電方式，提高終端用電效率，提高發(fā)供電設備利用效率，改變僅僅依靠擴大電廠、電網建設滿足用電增長的模式，是智能用電服務面臨的新任務。

(四)用戶對供電服務需求日趨多樣

用戶對電網企業(yè)的服務理念、服務方式、服務內容和服務質量不斷提出新的更高要求，除成本更低、安全可靠等用電需求外，還希望享受更加個性化、多樣化、便捷化、互動化的服務。電力用戶通過有效手段實現(xiàn)與電網企業(yè)的互動，實時了解用電價格，參考電網企業(yè)提供的數(shù)據(jù)和用電策略，實現(xiàn)遠程控制及動態(tài)自主調配用電設備，從而實現(xiàn)降低用電成本;通過多種靈活、方便、透明的途徑和交互方式，詳細了解自身的電力消費情況，從而方便進行服務選擇、繳費結算、信息查詢、故障報修、業(yè)擴報裝、電動汽車充放電預約服務等。同時，隨著分布式發(fā)電及儲能技術的發(fā)展和成熟，電網購售關系和售電側管理將發(fā)生變化。如何進一步豐富服務渠道，拓展服務內涵，改變服務模式，提升服務效率，是智能用電服務面臨的新要求。